Aufteilung der Slawen in Ost-, West- und Südslawen. Ursprung der slawischen Völker. Religionen verschiedener Zweige der Slawen

Themen Kodifikator für das einheitliche Staatsexamen: Elektronegativität. Oxidationszustand und Wertigkeit chemischer Elemente.

Wenn Atome interagieren und sich bilden, sind die Elektronen zwischen ihnen in den meisten Fällen ungleichmäßig verteilt, da die Eigenschaften der Atome unterschiedlich sind. Mehr elektronegativ Das Atom zieht Elektronendichte stärker an sich. Ein Atom, das Elektronendichte an sich gezogen hat, erhält eine partielle negative Ladung δ — , sein „Partner“ ist parteiisch positive Ladung δ+ . Wenn der Unterschied in der Elektronegativität der eine Bindung bildenden Atome 1,7 nicht überschreitet, sprechen wir von einer Bindung kovalent polar . Wenn der Unterschied in den Elektronegativitäten, die eine chemische Bindung bilden, 1,7 übersteigt, dann nennen wir eine solche Bindung ionisch .

Oxidationszustand ist die bedingte Hilfsladung eines Elementatoms in einer Verbindung, berechnet unter der Annahme, dass alle Verbindungen aus Ionen bestehen (alle polaren Bindungen sind ionisch).

Was bedeutet „bedingte Gebühr“? Wir sind uns einfach einig, dass wir die Dinge ein wenig vereinfachen werden: Wir werden alle polaren Bindungen als vollständig ionisch betrachten und davon ausgehen, dass das Elektron ein Atom vollständig verlässt oder von einem Atom zum anderen gelangt, auch wenn dies tatsächlich nicht der Fall ist. Und ein bedingtes Elektron wechselt von einem weniger elektronegativen Atom zu einem elektronegativeren.

Zum Beispiel, in der H-Cl-Bindung glauben wir, dass Wasserstoff bedingt ein Elektron „abgab“ und seine Ladung +1 wurde und Chlor ein Elektron „akzeptierte“ und seine Ladung -1 wurde. Tatsächlich gibt es bei diesen Atomen keine derartigen Gesamtladungen.

Sicherlich haben Sie eine Frage: Warum etwas erfinden, das es nicht gibt? Es ist nicht heimtückischer Plan Für Chemiker ist es ganz einfach: Dieses Modell ist sehr praktisch. Ideen zum Oxidationszustand von Elementen sind beim Kompilieren hilfreich Klassifikationen Chemikalien, Beschreibung ihrer Eigenschaften, Zusammenstellung von Verbindungsformeln und Nomenklatur. Beim Arbeiten mit werden besonders häufig Oxidationsstufen verwendet Redoxreaktionen.

Es gibt Oxidationsstufen höher, minderwertig Und dazwischenliegend.

Höher Die Oxidationsstufe entspricht der Gruppennummer mit einem Pluszeichen.

Am niedrigsten ist definiert als die Gruppennummer minus 8.

UND dazwischenliegend Eine Oxidationszahl ist nahezu jede ganze Zahl, die von der niedrigsten bis zur höchsten Oxidationsstufe reicht.

Zum Beispiel, Stickstoff ist gekennzeichnet durch: die höchste Oxidationsstufe ist +5, die niedrigste 5 - 8 = -3, und mittlere Abschlüsse Oxidation von -3 bis +5. Beispielsweise liegt in Hydrazin N 2 H 4 die Oxidationsstufe von Stickstoff im mittleren Bereich, nämlich -2.

Am häufigsten ist der Oxidationszustand von Atomen in komplexe Substanzen wird zuerst durch ein Zeichen, dann beispielsweise durch eine Zahl angezeigt +1, +2, -2 usw. Wann wir reden überÜber die Ladung des Ions (vorausgesetzt, dass das Ion tatsächlich in der Verbindung vorhanden ist) geben Sie dann zuerst die Zahl und dann das Vorzeichen an. Zum Beispiel: Ca 2+ , CO 3 2- .

Um Oxidationsstufen zu ermitteln, verwenden Sie Folgendes Regeln :

1. Oxidationszustand von Atomen in einfache Substanzen Oh gleich Null;
2. IN neutrale Moleküle die algebraische Summe der Oxidationsstufen ist Null, bei Ionen ist diese Summe gleich der Ladung des Ions;
3. Oxidationszustand Alkali Metalle (Elemente der Gruppe I Hauptuntergruppe) in Verbindungen ist +1, Oxidationsstufe Erdalkalimetalle (Elemente der Gruppe II der Hauptuntergruppe) in Verbindungen beträgt +2; Oxidationszustand Aluminium in Verbindungen ist es gleich +3;
4. Oxidationszustand Wasserstoff in Verbindungen mit Metallen (- NaH, CaH 2 usw.) ist gleich -1 ; in Verbindungen mit Nichtmetallen () +1 ;
5. Oxidationszustand Sauerstoff gleich -2 . Ausnahme bilden Peroxide– Verbindungen, die die –O-O-Gruppe enthalten, wobei die Oxidationsstufe von Sauerstoff gleich ist -1 und einige andere Verbindungen ( Superoxide, Ozonide, Sauerstofffluoride OF 2 usw.);
6. Oxidationszustand Fluorid in allen komplexen Stoffen ist gleich -1 .

Oben sind Situationen aufgeführt, in denen wir den Oxidationszustand berücksichtigen Konstante . Alle anderen chemischen Elemente haben eine Oxidationsstufe — Variable und hängt von der Reihenfolge und Art der Atome in der Verbindung ab.

Beispiele:

Übung: Bestimmen Sie die Oxidationsstufen der Elemente im Kaliumdichromat-Molekül: K 2 Cr 2 O 7 .

Lösung: Die Oxidationsstufe von Kalium ist +1, die Oxidationsstufe von Chrom wird als bezeichnet X, die Oxidationsstufe von Sauerstoff ist -2. Die Summe aller Oxidationsstufen aller Atome in einem Molekül ist gleich 0. Wir erhalten die Gleichung: +1*2+2*x-2*7=0. Wenn wir es lösen, erhalten wir die Oxidationsstufe von Chrom +6.

IN binäre Verbindungen Ein elektronegativeres Element hat eine negative Oxidationsstufe und ein weniger elektronegatives Element hat eine positive Oxidationsstufe.

beachten Sie, dass Der Begriff der Oxidationsstufe ist sehr willkürlich! Der Oxidationszustand zeigt nicht die tatsächliche Ladung des Atoms an und hat keine reale Ladung physikalische Bedeutung . Dies ist ein vereinfachtes Modell, das effektiv funktioniert, wenn wir beispielsweise die Koeffizienten in der Gleichung ausgleichen müssen chemische Reaktion oder zur Algorithmisierung der Klassifizierung von Stoffen.

Die Oxidationszahl ist keine Wertigkeit! Oxidationsstufe und Wertigkeit stimmen in vielen Fällen nicht überein. Beispielsweise ist die Wertigkeit von Wasserstoff in der einfachen Substanz H2 gleich I und die Oxidationsstufe gemäß Regel 1 gleich 0.

Das Grundregeln, was Ihnen in den meisten Fällen dabei hilft, den Oxidationszustand von Atomen in Verbindungen zu bestimmen.

In manchen Situationen kann es schwierig sein, den Oxidationszustand eines Atoms zu bestimmen. Schauen wir uns einige dieser Situationen an und überlegen, wie wir sie lösen können:

1. In Doppeloxiden (salzähnlichen Oxiden) beträgt der Grad eines Atoms normalerweise zwei Oxidationsstufen. Beispielsweise hat Eisen im Eisenzunder Fe 3 O 4 zwei Oxidationsstufen: +2 und +3. Welches soll ich angeben? Beide. Vereinfacht können wir uns diese Verbindung als Salz vorstellen: Fe(FeO 2) 2. Dabei Säurerückstände bildet ein Atom mit der Oxidationsstufe +3. Oder das Doppeloxid kann wie folgt dargestellt werden: FeO*Fe 2 O 3.
2. In Peroxoverbindungen ändert sich in der Regel die Oxidationsstufe von Sauerstoffatomen, die durch kovalente unpolare Bindungen verbunden sind. Beispielsweise beträgt in Wasserstoffperoxid H 2 O 2 und Alkalimetallperoxiden die Oxidationsstufe von Sauerstoff -1, weil Eine der Bindungen ist kovalent unpolar (H-O-O-H). Ein weiteres Beispiel ist Peroxomonoschwefelsäure (Caro-Säure). H 2 SO 5 (siehe Abbildung) enthält zwei Sauerstoffatome mit der Oxidationsstufe -1, die restlichen Atome mit der Oxidationsstufe -2, daher ist der folgende Eintrag verständlicher: H 2 SO 3 (O2). Auch Chromperoxoverbindungen sind bekannt, beispielsweise Chrom(VI)peroxid CrO(O 2) 2 oder CrO 5 und viele andere.
3. Ein weiteres Beispiel für Verbindungen mit mehrdeutigen Oxidationsstufen sind Superoxide (NaO 2) und salzartige Ozonide KO 3. In diesem Fall ist es angemessener, vom Molekülion O 2 mit einer Ladung von -1 und von O 3 mit einer Ladung von -1 zu sprechen. Die Struktur solcher Teilchen wird durch einige Modelle beschrieben, die auf Russisch sind Lehrplan werden in den ersten Jahren chemischer Universitäten absolviert: MO LCAO, die Methode der Überlagerung von Valenzschemata usw.
4. IN organische Verbindungen Das Konzept der Oxidationsstufe ist nicht sehr praktisch zu verwenden, weil zwischen Kohlenstoffatomen gibt es große Nummer kovalente unpolare Bindungen. Wenn Sie jedoch zeichnen Strukturformel Moleküle, dann kann der Oxidationszustand jedes Atoms auch durch die Art und Anzahl der Atome bestimmt werden, mit denen gegebenes Atom direkt verbunden. Beispielsweise beträgt die Oxidationsstufe primärer Kohlenstoffatome in Kohlenwasserstoffen -3, für sekundäre Atome -2, für tertiäre Atome -1 und für quartäre Atome - 0.

Üben wir die Bestimmung des Oxidationszustands von Atomen in organischen Verbindungen. Dazu ist es notwendig, die vollständige Strukturformel des Atoms zu zeichnen und das Kohlenstoffatom mit seiner nächsten Umgebung – den Atomen, mit denen es direkt verbunden ist – hervorzuheben.

• Um die Berechnungen zu vereinfachen, können Sie die Löslichkeitstabelle verwenden – sie zeigt die Ladungen der häufigsten Ionen. In den meisten russischen Chemieprüfungen (USE, GIA, DVI) ist die Verwendung einer Löslichkeitstabelle erlaubt. Dabei handelt es sich um einen vorgefertigten Spickzettel, der in vielen Fällen deutlich Zeit sparen kann.
• Bei der Berechnung der Oxidationsstufe von Elementen in komplexen Stoffen geben wir zunächst die Oxidationsstufen von Elementen an, die wir sicher kennen (Elemente mit konstanter Oxidationsstufe) und die Oxidationsstufe von Elementen mit variabler Grad Oxidation wird mit x bezeichnet. Die Summe aller Ladungen aller Teilchen ist in einem Molekül Null oder gleich der Ladung eines Ions in einem Ion. Aus diesen Daten lässt sich leicht eine Gleichung erstellen und lösen.

Die Elektronegativität ändert sich wie andere Eigenschaften von Atomen chemischer Elemente periodisch mit zunehmender Ordnungszahl des Elements:

Die obige Grafik zeigt die Periodizität der Änderungen der Elektronegativität von Elementen der Hauptuntergruppen in Abhängigkeit von der Ordnungszahl des Elements.

Wenn man sich eine Untergruppe des Periodensystems nach unten bewegt, nimmt die Elektronegativität chemischer Elemente ab, und wenn man sich entlang der Periode nach rechts bewegt, nimmt sie zu.

Die Elektronegativität spiegelt die Nichtmetallizität von Elementen wider: Je höher der Wert der Elektronegativität, desto mehr nichtmetallische Eigenschaften hat das Element.

Oxidationszustand

Wie berechnet man den Oxidationszustand eines Elements in einer Verbindung?

1) Die Oxidationsstufe chemischer Elemente in einfachen Stoffen ist immer Null.

2) Es gibt Elemente, die in komplexen Substanzen vorkommen konstanter Grad Oxidation:

3) Es gibt chemische Elemente, die in den allermeisten Verbindungen eine konstante Oxidationsstufe aufweisen. Zu diesen Elementen gehören:

Element	Oxidationszustand in fast allen Verbindungen	Ausnahmen
Wasserstoff H	+1	Hydride von Alkali- und Erdalkalimetallen, zum Beispiel:
Sauerstoff O	-2	Wasserstoff- und Metallperoxide: Sauerstofffluorid -

4) Algebraische Summe Die Oxidationsstufen aller Atome in einem Molekül sind immer Null. Die algebraische Summe der Oxidationsstufen aller Atome in einem Ion ist gleich der Ladung des Ions.

5) Die höchste (maximale) Oxidationsstufe entspricht der Gruppennummer. Ausnahmen, die nicht unter diese Regel fallen, sind Elemente Nebenuntergruppe Gruppe I, Elemente der sekundären Untergruppe der Gruppe VIII sowie Sauerstoff und Fluor.

Chemische Elemente, deren Gruppennummer nicht mit ihrer höchsten Oxidationsstufe übereinstimmt (muss man sich merken)

6) Die niedrigste Oxidationsstufe von Metallen ist immer Null und niedrigster Abschluss Die Oxidation von Nichtmetallen wird nach der Formel berechnet:

niedrigste Oxidationsstufe des Nichtmetalls = Gruppennummer − 8

Basierend auf den oben dargestellten Regeln können Sie den Oxidationszustand eines chemischen Elements in jedem Stoff bestimmen.

Ermittlung der Oxidationsstufen von Elementen in verschiedenen Verbindungen

Beispiel 1

Bestimmen Sie die Oxidationsstufen aller Elemente in Schwefelsäure.

Lösung:

Schreiben wir die Formel der Schwefelsäure:

Die Oxidationsstufe von Wasserstoff beträgt in allen komplexen Stoffen +1 (außer Metallhydriden).

Die Oxidationsstufe von Sauerstoff in allen komplexen Stoffen beträgt -2 (außer Peroxiden und Sauerstofffluorid OF 2). Lasst uns arrangieren bekannte Abschlüsse Oxidation:

Bezeichnen wir die Oxidationsstufe von Schwefel als X:

Das Schwefelsäuremolekül ist, wie das Molekül jeder Substanz, im Allgemeinen elektrisch neutral, weil die Summe der Oxidationsstufen aller Atome in einem Molekül ist Null. Schematisch lässt sich dies wie folgt darstellen:

Diese. wir haben die folgende Gleichung erhalten:

Lass es uns lösen:

Somit beträgt die Oxidationsstufe von Schwefel in Schwefelsäure +6.

Beispiel 2

Bestimmen Sie den Oxidationszustand aller Elemente in Ammoniumdichromat.

Lösung:

Schreiben wir die Formel von Ammoniumdichromat:

Wie im vorherigen Fall können wir die Oxidationsstufen von Wasserstoff und Sauerstoff anordnen:

Wir sehen jedoch, dass die Oxidationsstufen zweier chemischer Elemente gleichzeitig unbekannt sind – Stickstoff und Chrom. Daher können wir keine Oxidationsstufen ähnlich wie im vorherigen Beispiel finden (eine Gleichung mit zwei Variablen hat keine einzige Lösung).

Achten wir darauf spezifizierter Stoff gehört zur Klasse der Salze und hat dementsprechend Ionenstruktur. Dann können wir mit Recht sagen, dass die Zusammensetzung von Ammoniumdichromat NH 4 + -Kationen enthält (die Ladung dieses Kations ist in der Löslichkeitstabelle ersichtlich). Da die Formeleinheit von Ammoniumdichromat zwei positiv einfach geladene NH 4 + -Kationen enthält, beträgt die Ladung des Dichromat-Ions folglich -2, da die Substanz insgesamt elektrisch neutral ist. Diese. Die Substanz wird durch NH 4 + -Kationen und Cr 2 O 7 2--Anionen gebildet.

Wir kennen die Oxidationsstufen von Wasserstoff und Sauerstoff. Zu wissen, dass die Summe der Oxidationsstufen der Atome aller Elemente in einem Ion gleich der Ladung ist, und die Oxidationsstufen von Stickstoff und Chrom als zu bezeichnen X Und j dementsprechend können wir schreiben:

Diese. wir erhalten zwei unabhängige Gleichungen:

Was wir lösen, finden wir X Und j:

So sind in Ammoniumdichromat die Oxidationsstufen von Stickstoff -3, Wasserstoff +1, Chrom +6 und Sauerstoff -2.

So bestimmen Sie die Oxidationsstufen von Elementen in organische Substanz du kannst es lesen.

Wertigkeit

Die Wertigkeit von Atomen wird durch römische Ziffern angegeben: I, II, III usw.

Die Valenzfähigkeiten eines Atoms hängen von der Menge ab:

1) ungepaarte Elektronen

2) einzelne Elektronenpaare in den Orbitalen der Valenzniveaus

3) leer Elektronenorbitale Valenzniveau

Valenzmöglichkeiten des Wasserstoffatoms

Lassen Sie uns die Elektronengraphikformel des Wasserstoffatoms darstellen:

Das hieß es am Valenzmöglichkeiten Drei Faktoren können Einfluss haben – das Vorhandensein ungepaarter Elektronen, das Vorhandensein einzelner Elektronenpaare auf der äußeren Ebene und das Vorhandensein freier (leerer) Orbitale externe Ebene. Auf dem äußeren (und einzigen) Energieniveau sehen wir ein ungepaartes Elektron. Demnach kann Wasserstoff durchaus die Wertigkeit I haben. Allerdings gibt es im ersten Energieniveau nur ein Unterniveau – S, diese. Das Wasserstoffatom auf der äußeren Ebene hat weder einsame Elektronenpaare noch leere Orbitale.

Somit ist die einzige Valenz, die ein Wasserstoffatom aufweisen kann, I.

Valenzmöglichkeiten des Kohlenstoffatoms

Lassen Sie uns überlegen elektronische Struktur Kohlenstoffatom. Im Grundzustand ist die elektronische Konfiguration seiner äußeren Ebene wie folgt:

Diese. Im Grundzustand auf dem äußeren Energieniveau des nicht angeregten Kohlenstoffatoms befinden sich 2 ungepaarte Elektronen. In diesem Zustand kann es eine Wertigkeit von II aufweisen. Allerdings geht das Kohlenstoffatom sehr leicht in einen angeregten Zustand über, wenn ihm Energie zugeführt wird, und die elektronische Konfiguration der äußeren Schicht nimmt in diesem Fall die Form an:

Obwohl für die Anregung des Kohlenstoffatoms eine gewisse Energiemenge aufgewendet wird, wird der Aufwand durch die Bildung von vier mehr als ausgeglichen kovalente Bindungen. Aus diesem Grund ist die Wertigkeit IV viel charakteristischer für das Kohlenstoffatom. So hat beispielsweise Kohlenstoff in Molekülen die Wertigkeit IV Kohlendioxid, Kohlensäure und absolut alle organischen Substanzen.

Neben ungepaarten Elektronen und einsamen Elektronenpaaren beeinflusst auch das Vorhandensein freier ()Valenzniveauorbitale die Valenzmöglichkeiten. Das Vorhandensein solcher Orbitale auf gefülltem Niveau führt dazu, dass das Atom als Elektronenpaarakzeptor fungieren kann, d.h. bilden über einen Donor-Akzeptor-Mechanismus zusätzliche kovalente Bindungen. Beispielsweise wider Erwarten im Molekül Kohlenmonoxid Die CO-Bindung ist nicht doppelt, sondern dreifach, wie die folgende Abbildung deutlich zeigt:

Valenzmöglichkeiten des Stickstoffatoms

Schreiben wir die elektronische Grafikformel für das äußere Energieniveau des Stickstoffatoms:

Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, ist das Stickstoffatom in seiner normale Vorraussetzungen hat 3 ungepaarte Elektronen, und daher ist es logisch anzunehmen, dass es eine Wertigkeit von III hat. Tatsächlich wird in Ammoniakmolekülen (NH 3) eine Wertigkeit von drei beobachtet. Salpetersäure(HNO 2), Stickstofftrichlorid (NCl 3) usw.

Oben wurde gesagt, dass die Wertigkeit eines Atoms eines chemischen Elements nicht nur von der Anzahl ungepaarter Elektronen abhängt, sondern auch vom Vorhandensein einzelner Elektronenpaare. Dies liegt daran, dass kovalent chemische Bindung kann nicht nur gebildet werden, wenn zwei Atome sich gegenseitig mit einem Elektron versorgen, sondern auch, wenn ein Atom ein freies Elektronenpaar hat – Donor () es einem anderen Atom mit einem freien () Valenzniveau-Orbital (Akzeptor) zur Verfügung stellt. Diese. Für das Stickstoffatom ist aufgrund einer zusätzlichen kovalenten Bindung, die durch den Donor-Akzeptor-Mechanismus gebildet wird, auch die Valenz IV möglich. Beispielsweise werden bei der Bildung eines Ammoniumkations vier kovalente Bindungen beobachtet, von denen eine durch einen Donor-Akzeptor-Mechanismus entsteht:

Trotz der Tatsache, dass eine der kovalenten Bindungen nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus gebildet wird, alle N-H-Verbindungen im Ammoniumkation sind absolut identisch und unterscheiden sich in keiner Weise voneinander.

Das Stickstoffatom ist nicht in der Lage, eine Wertigkeit gleich V aufzuweisen. Dies liegt daran, dass es für ein Stickstoffatom unmöglich ist, in einen angeregten Zustand überzugehen, in dem zwei Elektronen gepaart sind und eines von ihnen in ein freies Orbital übergeht, dessen Energieniveau am nächsten liegt. Das Stickstoffatom hat keine D-Unterniveau, und der Übergang zum 3s-Orbital ist energetisch so aufwendig, dass die Energiekosten nicht durch die Bildung neuer Bindungen gedeckt werden. Viele fragen sich vielleicht, welche Wertigkeit beispielsweise Stickstoff in Molekülen hat Salpetersäure HNO 3 oder Stickoxid N 2 O 5? Kurioserweise ist die Wertigkeit dort auch IV, wie aus den folgenden Strukturformeln hervorgeht:

Die gestrichelte Linie in der Abbildung zeigt das sogenannte delokalisiert π -Verbindung. Aus diesem Grund können terminale NO-Bindungen als „eineinhalb Bindungen“ bezeichnet werden. Ähnliche eineinhalb Bindungen sind auch im Molekül von Ozon O 3, Benzol C 6 H 6 usw. vorhanden.

Valenzmöglichkeiten von Phosphor

Lassen Sie uns die elektronische Grafikformel des externen Energieniveaus des Phosphoratoms darstellen:

Wie wir sehen, ist die Struktur der äußeren Schicht des Phosphoratoms im Grundzustand und des Stickstoffatoms dieselbe, und daher ist es logisch, für das Phosphoratom dasselbe zu erwarten wie für das Stickstoffatom. mögliche Valenzen, gleich I, II, III und IV, was in der Praxis beobachtet wird.

Im Gegensatz zu Stickstoff verfügt jedoch auch das Phosphoratom darüber D-Unterebene mit 5 freien Orbitalen.

In dieser Hinsicht ist es in der Lage, in einen angeregten Zustand überzugehen und Elektronen 3 zu verdampfen S-Orbitale:

Somit ist die für Stickstoff unzugängliche Valenz V für das Phosphoratom möglich. Beispielsweise hat das Phosphoratom in Molekülen von Verbindungen wie z. B. eine Wertigkeit von fünf Phosphorsäure, Phosphor(V)halogenide, Phosphor(V)oxid usw.

Valenzmöglichkeiten des Sauerstoffatoms

Die elektronengrafische Formel für das äußere Energieniveau eines Sauerstoffatoms hat die Form:

Auf der 2. Ebene sehen wir zwei ungepaarte Elektronen, daher ist für Sauerstoff die Valenz II möglich. Es ist zu beachten, dass diese Wertigkeit des Sauerstoffatoms in fast allen Verbindungen beobachtet wird. Oben haben wir bei der Betrachtung der Wertigkeitsfähigkeiten des Kohlenstoffatoms die Bildung des Kohlenmonoxidmoleküls erörtert. Die Bindung im CO-Molekül ist dreifach, daher ist der Sauerstoff dort dreiwertig (Sauerstoff ist ein Elektronenpaardonor).

Aufgrund der Tatsache, dass das Sauerstoffatom keine äußere Wirkung hat D-Unterebene, Elektronenpaarung S Und P- Orbitale ist unmöglich, weshalb die Valenzfähigkeiten des Sauerstoffatoms im Vergleich zu anderen Elementen seiner Untergruppe, beispielsweise Schwefel, begrenzt sind.

Valenzmöglichkeiten des Schwefelatoms

Extern Energielevel Schwefelatom im nicht angeregten Zustand:

Das Schwefelatom verfügt wie das Sauerstoffatom normalerweise über zwei ungepaarte Elektronen, sodass wir daraus schließen können, dass für Schwefel eine Wertigkeit von zwei möglich ist. Tatsächlich hat Schwefel beispielsweise im Schwefelwasserstoffmolekül H 2 S die Wertigkeit II.

Wie wir sehen, erscheint das Schwefelatom auf der äußeren Ebene D-Unterebene mit freien Orbitalen. Aus diesem Grund ist das Schwefelatom im Gegensatz zu Sauerstoff in der Lage, durch den Übergang in angeregte Zustände seine Valenzfähigkeiten zu erweitern. Also, wenn ein einzelnes Elektronenpaar gepaart wird 3 P-Unterebene, die das Schwefelatom annimmt elektronische Konfiguration externe Ebene der folgenden Form:

In diesem Zustand verfügt das Schwefelatom über 4 ungepaarte Elektronen, was uns sagt, dass Schwefelatome eine Wertigkeit von IV aufweisen können. Tatsächlich hat Schwefel die Wertigkeit IV in den Molekülen SO 2, SF 4, SOCl 2 usw.

Bei der Paarung befindet sich das zweite freie Elektronenpaar bei 3 S-Unterebene erhält die externe Energieebene die Konfiguration:

In diesem Zustand wird die Manifestation der Valenz VI möglich. Beispiele für Verbindungen mit VI-wertigem Schwefel sind SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2 usw.

Ebenso können wir die Valenzmöglichkeiten anderer chemischer Elemente berücksichtigen.

Anweisungen

Dadurch entsteht eine komplexe Verbindung – Wasserstofftetrachloraurat. Der darin enthaltene Komplexbildner ist ein Goldion, die Liganden sind Chlorionen und die äußere Kugel ist ein Wasserstoffion. So ermitteln Sie Abschlüsse Oxidation Elemente in diesem Komplex Verbindung?

Bestimmen Sie zunächst, welches der Elemente, aus denen das Molekül besteht, das elektronegativste ist, das heißt, welches die gesamte Elektronendichte an sich zieht. Dabei handelt es sich um Chlor, da es sich im oberen rechten Teil des Periodensystems befindet und nach Fluor und Sauerstoff an zweiter Stelle steht. Daher sein Grad Oxidation wird ein Minuszeichen haben. Wie hoch ist der Grad? Oxidation Chlor?

Chlor befindet sich wie alle anderen Halogene in der 7. Gruppe des Periodensystems, auf dessen Außenseite elektronische Wasserwaage es gibt 7 Elektronen. Indem ein weiteres Elektron auf diese Ebene gezogen wird, gelangt es in eine stabile Position. So ist es Grad Oxidation wird gleich -1 sein. Und seitdem in diesem Komplex Verbindung vier Chlorionen, dann beträgt die Gesamtladung -4.

Sondern die Summe der Größen der Grade Oxidation Elemente, aus denen das Molekül besteht, müssen gleich Null sein, da jedes Molekül elektrisch neutral ist. Somit muss -4 durch die positive Ladung von +4 aufgrund von Wasserstoff und Gold ausgeglichen werden.

Du wirst brauchen

• Schulbuch zur Chemie der Klassen 8-9 von einem beliebigen Autor, Periodensystem, Tabelle der Elektronegativität der Elemente (gedruckt in Schulbücher in Chemie).

Anweisungen

Zunächst muss darauf hingewiesen werden, dass der Grad ein Konzept ist, das Verbindungen voraussetzt, also nicht in die Struktur eintaucht. Befindet sich das Element in einem freien Zustand, dann ist dies der einfachste Fall – es entsteht ein einfacher Stoff, also der Grad Oxidation Es ist gleich Null. Zum Beispiel Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Fluor usw.

In komplexen Stoffen ist alles anders: Elektronen zwischen Atomen sind ungleichmäßig verteilt, und zwar genau im Grad Oxidation hilft bei der Bestimmung der Anzahl der abgegebenen oder empfangenen Elektronen. Grad Oxidation kann positiv und negativ sein. Im positiven Zustand werden Elektronen abgegeben, im negativen Zustand werden Elektronen aufgenommen. Einige Elemente Ihres Abschlusses Oxidation in verschiedenen Zusammensetzungen konserviert, aber viele unterscheiden sich in dieser Funktion nicht. Sie müssen sich an eine wichtige Regel erinnern – die Summe der Grade Oxidation immer gleich Null. Das einfachste Beispiel, CO-Gas: wissen, dass der Grad Oxidation Sauerstoff beträgt in den allermeisten Fällen -2 und mit der obigen Regel können Sie den Grad berechnen Oxidation für C. In der Summe mit -2 ergibt Null nur +2, was den Grad bedeutet Oxidation Kohlenstoff +2. Verkomplizieren wir das Problem und nehmen wir für die Berechnungen CO2-Gas: Grad Oxidation Sauerstoff bleibt immer noch -2, seine Moleküle jedoch in diesem Fall zwei. Daher ist (-2) * 2 = (-4). Eine Zahl, die sich zu -4 addiert und Null ergibt, +4, das heißt, in diesem Gas hat sie einen Grad Oxidation+4. Ein komplizierteres Beispiel: H2SO4 – Wasserstoff hat einen Grad Oxidation+1, Sauerstoff -2. In dieser Verbindung gibt es 2 Wasserstoffe und 4 Sauerstoffe, d.h. beträgt +2 bzw. -8. Um eine Summe von Null zu erhalten, müssen Sie 6 Pluspunkte addieren. Also der Abschluss Oxidation Schwefel +6.

Wenn es schwierig ist, zu bestimmen, wo in einer Verbindung Plus und wo Minus ist, ist Elektronegativität erforderlich (diese ist in einem allgemeinen Lehrbuch leicht zu finden). Metalle haben oft einen positiven Grad Oxidation und Nichtmetalle sind negativ. Aber zum Beispiel PI3 – beide Elemente sind Nichtmetalle. Die Tabelle zeigt, dass die Elektronegativität von Jod 2,6 und 2,2 beträgt. Beim Vergleich stellt sich heraus, dass 2,6 größer als 2,2 ist, d. h. Elektronen werden in Richtung Jod gezogen (Jod hat negativer Grad Oxidation). Dem Gegebenen folgen einfache Beispiele, können Sie den Grad leicht ermitteln Oxidation jedes Element in den Verbindungen.

beachten Sie

Es besteht keine Notwendigkeit, Metalle und Nichtmetalle zu verwechseln, dann ist der Oxidationszustand leichter zu finden und es kommt nicht zu Verwechslungen.

Grad Oxidation nennt man die bedingte Ladung eines Atoms in einem Molekül. Es wird angenommen, dass alle Bindungen ionischer Natur sind. Mit anderen Worten, Oxidation charakterisiert die Fähigkeit eines Elements, eine Ionenbindung zu bilden.

Du wirst brauchen

• - Mendelejew-Tisch.

Anweisungen

In einer Verbindung ist die Summe der Kräfte der Atome gleich der Ladung dieser Verbindung. Dies bedeutet, dass in einem einfachen Stoff, zum Beispiel Na oder H2, der Grad Oxidation Element ist Null.

Grad Oxidation Sauerstoff in Verbindungen beträgt normalerweise -2. Beispielsweise gibt es in Wasser H2O zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom. Tatsächlich ist -2+1+1 = 0 – auf der linken Seite des Ausdrucks steht die Summe der Potenzen Oxidation alle in der Verbindung enthaltenen Atome. In CaO hat Calcium einen Grad Oxidation+2 und - -2. Ausnahmen hiervon bilden die Verbindungen OF2 und H2O2.
U-Abschluss Oxidation immer gleich -1.

Normalerweise maximal positiver Abschluss Oxidation Element entspricht der Nummer seiner Gruppe in Periodensystem Mendelejews Elemente. Maximaler Abschluss Oxidation gleich Element minus acht. Ein Beispiel ist Chlor in der siebten Gruppe. 7-8 = -1 - Grad Oxidation. Eine Ausnahme von dieser Regel bilden Fluor, Sauerstoff und Eisen – jeweils in der höchsten Konzentration Oxidation Unten ist ihre Gruppennummer. Den höchsten Grad haben Elemente der Kupfer-Untergruppe Oxidation mehr als 1.

Quellen:

• Oxidationszustand der Elemente im Jahr 2018

Grad Oxidation Element ist die bedingte Ladung der Atome eines chemischen Elements in einer Verbindung, berechnet unter der Annahme, dass die Verbindungen nur aus Ionen bestehen. Sie können positive, negative, Nullwerte. Bei Metallen sind die Oxidationsstufen immer positiv, bei Nichtmetallen können sie sowohl positiv als auch negativ sein. Es kommt darauf an, mit welchem ​​Atom das Nichtmetallatom verbunden ist.

Anweisungen

beachten Sie

Der Oxidationszustand kann sein Bruchwerte, zum Beispiel in magnetisches Eisenerz Fe2O3 ist gleich +8/3.

Quellen:

• „Chemiehandbuch“, G.P. Chomtschenko, 2005.

Der Oxidationszustand ist ein Merkmal von Elementen, das häufig in Chemielehrbüchern zu finden ist. Existiert große Menge Aufgaben zur Feststellung dieses Abschlusses, von denen viele Schülern und Studenten Schwierigkeiten bereiten. Durch die Befolgung eines bestimmten Algorithmus können diese Schwierigkeiten jedoch vermieden werden.

Du wirst brauchen

• - Periodensystem chemische Elemente (Tabelle von D.I. Mendeleev).

Anweisungen

Denken Sie an eine Sache allgemeine Regel: Jedes Element in einem einfachen Stoff ist gleich Null (einfache Stoffe: Na, Mg, Al, - also Stoffe, die aus einem Element bestehen). Um einen Stoff zu identifizieren, schreiben Sie ihn zunächst einfach auf, ohne die Indizes zu verlieren – die Zahlen, die sich unten rechts neben dem Elementsymbol befinden. Ein Beispiel wäre Schwefel – H2SO4.

Als nächstes öffnen Sie die Tabelle D.I. Mendeleev und finden Sie den Grad des Elements ganz links in Ihrer Substanz – im Fall dieses Beispiel. Von bestehende Regel Sein Oxidationszustand ist immer positiv und wird mit einem „+“-Zeichen geschrieben, da er in der Formel des Stoffes die Position ganz links einnimmt. Um den Zahlenwert der Oxidationsstufe zu bestimmen, achten Sie auf die Position des Elements relativ zu den Gruppen. Wasserstoff gehört zur ersten Gruppe, daher ist seine Oxidationsstufe +1, aber da Schwefel zwei Wasserstoffatome enthält (der Index zeigt uns dies), schreiben Sie +2 über sein Symbol.

Bestimmen Sie anschließend den Oxidationszustand des Elements ganz rechts im Eintrag – in diesem Fall Sauerstoff. Seine Bedingung (oder Oxidationszahl) wird immer negativ sein, da es die richtige Position in der Aufzeichnung der Substanz einnimmt. Diese Regel gilt in allen Fällen. Zahlenwert Das richtige Element findet man durch Subtrahieren der Zahl 8 von seiner Gruppennummer. In diesem Fall beträgt die Oxidationsstufe von Sauerstoff -2 (6-8=-2), unter Berücksichtigung des Index - -8.

Um die bedingte Ladung eines Atoms des dritten Elements zu ermitteln, verwenden Sie die Regel: Die Summe der Oxidationsstufen aller Elemente muss gleich Null sein. Dies bedeutet, dass die bedingte Ladung des Sauerstoffatoms in der Substanz gleich +6 ist: (+2)+(+6)+(-8)=0. Schreiben Sie danach +6 über das Schwefelsymbol.

Quellen:

• als Oxidationsstufen chemischer Elemente

Phosphor – Chemisches Element mit 15 Ordnungsnummer im Periodensystem. Es befindet sich in seiner V-Gruppe. Ein klassisches Nichtmetall, das 1669 vom Alchemisten Brand entdeckt wurde. Es gibt drei Hauptmodifikationen von Phosphor: Rot (Bestandteil der Mischung zum Anzünden von Streichhölzern), Weiß und Schwarz. Bei sehr hohe Drücke(ca. 8,3 * 10^10 Pa) geht schwarzer Phosphor in einen anderen allotropen Zustand („metallischer Phosphor“) über und beginnt, Strom zu leiten. Phosphor in verschiedene Substanzen?

Anweisungen

Denken Sie daran, Grad. Dies ist der Wert, der der Ladung des Ions im Molekül entspricht, vorausgesetzt, dass Elektronenpaare, die die Verbindung herstellen, werden zum elektronegativeren Element (im Periodensystem rechts und höher) verschoben.

Sie müssen auch die Hauptbedingung kennen: den Betrag elektrische Aufladungen aller Ionen, aus denen das Molekül besteht, muss unter Berücksichtigung der Koeffizienten immer gleich Null sein.

Die Oxidationsstufe stimmt nicht immer quantitativ mit der Wertigkeit überein. Bestes Beispiel– Kohlenstoff, der in organischen Stoffen immer den Wert 4 hat und die Oxidationsstufe -4, 0, +2 und +4 sein kann.

Welche Oxidationsstufe hat beispielsweise das Phosphinmolekül PH3? Alles in allem ist diese Frage sehr einfach zu beantworten. Da Wasserstoff das allererste Element im Periodensystem ist, kann er dort per Definition nicht „rechts und höher“ als platziert werden. Daher ist es Phosphor, der Wasserstoffelektronen anzieht.

Jedes Wasserstoffatom, das ein Elektron verloren hat, verwandelt sich in ein positiv geladenes Oxidationsion +1. Daher beträgt die gesamte positive Ladung +3. Dies bedeutet unter Berücksichtigung der Regel, dass die Gesamtladung des Moleküls gleich Null, die Oxidationsstufe von Phosphor in einem Phosphinmolekül ist -3.

Nun, wie ist die Oxidationsstufe von Phosphor im Oxid P2O5? Nehmen Sie das Periodensystem. Sauerstoff befindet sich in der Gruppe VI rechts von Phosphor und ist ebenfalls höher, daher definitiv elektronegativer. Das heißt, die Oxidationsstufe von Sauerstoff in dieser Verbindung hat ein Minuszeichen und Phosphor ein Pluszeichen. Ab welchem ​​Grad ist das Molekül als Ganzes neutral? Sie können leicht erkennen, dass das kleinste gemeinsame Vielfache der Zahlen 2 und 5 10 ist. Daher beträgt die Oxidationsstufe von Sauerstoff -2 und von Phosphor +5.